一種MIL-100（Fe）復合磷酸銀光催化劑及制備與應用
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于光催化材料技術領域，具體涉及一種MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑及制備與應用。
【背景技術】
[0002]研制和開發(fā)高效的具有可見光響應的光催化劑是目前光催化領域的一項重要研究課題。磷酸銀是一種在可見光照射下具有光催化活性的催化劑，但其光催化活性及穩(wěn)定性依然需要提高與改善。近年來，金屬有機骨架材料(MOFs)作為一種新型的多孔多功能聚合材料，由于其具有高比表面積，可調(diào)控的孔尺寸，結(jié)構多樣性以及表面易修飾等優(yōu)點，在催化等方面展現(xiàn)出潛在的應用前景。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決以上現(xiàn)有技術的缺點和不足之處，本發(fā)明的首要目的在于提供一種MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法。
[0004]本發(fā)明的另一目的在于提供一種通過上述方法制備得到的MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑。該催化劑以金屬有機骨架MIL-100 (Fe)復合磷酸銀，從而改善磷酸銀光催化劑的穩(wěn)定性，提高其催化活性，促進對有機污染物的降解效率。
[0005]本發(fā)明的再一目的在于提供上述MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑在催化降解有機污染物，如羅丹明B等物質(zhì)中的應用。
[0006]本發(fā)明目的通過以下技術方案實現(xiàn):
[0007]—種MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，包括以下制備步驟:
[0008](1)水熱法制備 MIL-lOO(Fe)；
[0009](2)沉淀法制備磷酸銀；
[0010](3)將步驟⑵所得磷酸銀分散于溶劑中，再加入步驟(1)所得MIL-lOO(Fe)，攪拌混合均勻；
[0011](4)蒸發(fā)除去溶劑，即得MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑。
[0012]步驟(1)中所述水熱法制備MIL-lOO(Fe)的過程如下:
[0013]稱取鐵粉和1，3，5_苯三甲酸(H3BTC)于反應器中，再加入硝酸、氫氟酸和水進行反應，反應所得固體粉末產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥，即得MIL-lOO(Fe)。
[0014]步驟⑵中所述沉淀法制備磷酸銀的過程如下:
[0015]將AgN03溶于水中，得到硝酸銀溶液；將Na 2ΗΡ04溶于水中，得到磷酸氫二鈉溶液；將磷酸氫二鈉溶液滴加到硝酸銀溶液中，室溫條件下攪拌反應；所得黃色沉淀經(jīng)離心、洗滌、干燥，即得磷酸銀。
[0016]優(yōu)選地，步驟(3)中所述的溶劑是指無水乙醇。
[0017]優(yōu)選地，步驟(3)中所述MIL-lOO(Fe)的加入量為磷酸銀質(zhì)量的1%?9% ;更優(yōu)選MIL-lOO(Fe)的加入量為磷酸銀質(zhì)量的1%?5%。
[0018]一種MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑，通過以上方法制備得到。
[0019]上述MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑在催化降解有機污染物中的應用；所述的有機污染物優(yōu)選羅丹明B。
[0020]本發(fā)明的制備方法及所得到的產(chǎn)物具有如下優(yōu)點及有益效果:
[0021](1)本發(fā)明的制備工藝簡單、環(huán)保，易于較大批量生產(chǎn)；
[0022](2)本發(fā)明制備的MIL-100(Fe)/Ag3P0#催化劑，能夠通過調(diào)節(jié)加入MIL-lOO(Fe)的比例使其催化性能達到最優(yōu)；
[0023](3)本發(fā)明制備的MIL-100 (Fe) /Ag3P04光催化劑對羅丹明B具有較好的降解效果，在可見光條件下降解有機染料污染物方面具有很大的開發(fā)與應用前景；
[0024](4)本發(fā)明為Ag3P04復合催化劑制備延伸了新的方向。
【附圖說明】
[0025]圖1為實施例1?3所得MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑及Ag3P04催化劑在可見光輻射下降解羅丹明B的光催化活性測試結(jié)果圖。
【具體實施方式】
[0026]下面結(jié)合實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
[0027]實施例1
[0028](1)水熱法制備MIL-lOO(Fe):稱取鐵粉0.2775g、1，3，5_苯三甲酸(H3BTC) 0.6875g于25mL聚四氟乙烯反應釜中，再加入硝酸_3，65 % ) 190 μ L、氫氟酸(HF,35% )200 yL, H20 20mL，然后將反應釜置于150°C烘箱中反應24h，所得固體粉末經(jīng)離心，無水乙醇和蒸餾水交替洗滌，最后在60°C真空干燥箱中干燥12h，即得MIL-100 (Fe)。
[0029](2)沉淀法制備磷酸銀:稱取1.02gAgN03溶于20mL水中，制備硝酸銀溶液；稱取
0.716gNa2HP04溶于10mL水中，制備磷酸氫二鈉溶液；將磷酸氫二鈉溶液逐滴加入硝酸銀溶液中，室溫條件下以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌lh ;所得黃色沉淀經(jīng)離心，無水乙醇和蒸餾水交替洗滌后，置于60°C真空干燥箱中干燥12h，即得磷酸銀光催化劑。
[0030](3)取0.15g步驟⑵所得磷酸銀分散于10mL無水乙醇中，再加入0.0015g(l% )步驟(1)所得MIL-100 (Fe)，室溫條件下以400r/min轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌8h ；
[0031](4)步驟(3)所得產(chǎn)物置于60°C烘箱中干燥5h蒸發(fā)除去溶劑，即得粉末狀MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑。
[0032]實施例2
[0033](1)水熱法制備MIL-lOO(Fe):稱取鐵粉0.2775g、1，3，5_苯三甲酸(H3BTC) 0.6875g于25mL聚四氟乙烯反應釜中，再加入硝酸_3，65 % ) 190 μ L、氫氟酸(HF,35% )200 yL, H20 20mL，然后將反應釜置于150°C烘箱中反應24h，所得固體粉末經(jīng)離心，無水乙醇和蒸餾水交替洗滌，最后在60°C真空干燥箱中干燥12h，即得MIL-100 (Fe)。
[0034](2)沉淀法制備磷酸銀:稱取1.02gAgN03溶于20mL水中，制備硝酸銀溶液；稱取
0.716gNa2HP04溶于10mL水中，制備磷酸氫二鈉溶液；將磷酸氫二鈉溶液逐滴加入硝酸銀溶液中，室溫條件下以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌lh ;所得黃色沉淀經(jīng)離心，無水乙醇和蒸餾水交替洗滌后，置于60°C真空干燥箱中干燥12h，即得磷酸銀光催化劑。
[0035](3)取0.15g步驟⑵所得磷酸銀分散于10mL無水乙醇中，再加入0.0045g(3% )步驟(1)所得MIL-100 (Fe)，室溫條件下以400r/min轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌8h ；
[0036](4)步驟(3)所得產(chǎn)物置于60°C烘箱中干燥5h蒸發(fā)除去溶劑，即得粉末狀MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑。
[0037]實施例3
[0038](1)水熱法制備MIL-lOO(Fe):稱取鐵粉0.2775g、1，3，5_苯三甲酸(H3BTC) 0.6875g于25mL聚四氟乙烯反應釜中，再加入硝酸_3，65 % ) 190 μ L、氫氟酸(HF,35% )200 yL, H20 20mL，然后將反應釜置于150°C烘箱中反應24h，所得固體粉末經(jīng)離心，無水乙醇和蒸餾水交替洗滌，最后在60°C真空干燥箱中干燥12h，即得MIL-100 (Fe)。
[0039](2)沉淀法制備磷酸銀:稱取1.02gAgN03溶于20mL水中，制備硝酸銀溶液；稱取
0.716gNa2HP04溶于10mL水中，制備磷酸氫二鈉溶液；將磷酸氫二鈉溶液逐滴加入硝酸銀溶液中，室溫條件下以500r/min轉(zhuǎn)速攪拌lh ;所得黃色沉淀經(jīng)離心，無水乙醇和蒸餾水交替洗滌后，置于60°C真空干燥箱中干燥12h，即得磷酸銀光催化劑。
[0040](3)取0.15g步驟(2)所得磷酸銀分散于10mL無水乙醇中，再加入0.0075g(5% )步驟(1)所得MIL-100 (Fe)，室溫條件下以400r/min轉(zhuǎn)速持續(xù)攪拌8h ；
[0041](4)步驟(3)所得產(chǎn)物置于60°C烘箱中干燥5h蒸發(fā)除去溶劑，即得粉末狀MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑。
[0042]實施例1?3所得MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑在可見光輻射下降解羅丹明B的光催化活性測試，具體方法和條件如下:
[0043]活性測試在100mL石英反應器中進行。采用500W氙燈(設有濾光片λ彡420nm)為輻射光源，反應液為100mL 10mg/L羅丹明B水溶液，加入0.lg實施例1?3所得催化劑，并用Ag3P04催化劑作為對比。在磁力攪拌條件下，先暗反應30min，使其達到吸附平衡，然后在光照下反應lh。每隔15min抽取4mL反應液離心，取上清液在554nm處測定其吸光度。記錄并繪制曲線，結(jié)果如圖1所示。由圖中結(jié)果可以看出，相比未復合MIL-lOO(Fe)的Ag3P04催化劑，本發(fā)明的MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑降解羅丹明B的效果得到了顯著地提升。
[0044]上述實施例為本發(fā)明較佳的實施方式，但本發(fā)明的實施方式并不受上述實施例的限制，其它的任何未背離本發(fā)明的精神實質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1.一種MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，其特征在于，包括以下制備步驟: (1)水熱法制備MIL-100(Fe)； (2)沉淀法制備磷酸銀； (3)將步驟(2)所得磷酸銀分散于溶劑中，再加入步驟(1)所得MIL-lOO(Fe)，攪拌混合均勻； (4)蒸發(fā)除去溶劑，即得MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑。2.根據(jù)權利要求1所述的一種MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(1)中所述水熱法制備MIL-lOO(Fe)的過程如下: 稱取鐵粉和1，3，5_苯三甲酸于反應器中，再加入硝酸、氫氟酸和水進行反應，反應所得固體粉末產(chǎn)物經(jīng)離心、洗滌、干燥，即得MIL-100 (Fe)。3.根據(jù)權利要求1所述的一種MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(2)中所述沉淀法制備磷酸銀的過程如下: 將AgN(V^于水中，得到硝酸銀溶液；將他2即04溶于水中，得到磷酸氫二鈉溶液；將磷酸氫二鈉溶液滴加到硝酸銀溶液中，室溫條件下攪拌反應；所得沉淀經(jīng)離心、洗滌、干燥，即得磷酸銀。4.根據(jù)權利要求1所述的一種MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述的溶劑是指無水乙醇。5.根據(jù)權利要求1所述的一種MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述MIL-lOO(Fe)的加入量為磷酸銀質(zhì)量的1%?9%。6.根據(jù)權利要求5所述的一種MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑的制備方法，其特征在于:步驟(3)中所述MIL-lOO(Fe)的加入量為磷酸銀質(zhì)量的1%?5%。7.—種MIL-100 (Fe)復合磷酸銀光催化劑，其特征在于:通過權利要求1?6任一項所述的方法制備得到。8.權利要求7所述的MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑在催化降解有機污染物中的應用。9.根據(jù)權利要求8所述的MIL-lOO(Fe)復合磷酸銀光催化劑在催化降解有機污染物中的應用，其特征在于:所述的有機污染物是指羅丹明B。
【專利摘要】本發(fā)明屬于光催化材料技術領域，公開了一種MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑及制備與應用。所述制備方法如下：首先通過水熱法制備MIL-100(Fe)和沉淀法制備磷酸銀；然后將所得磷酸銀分散于溶劑中，再加入MIL-100(Fe)，攪拌混合均勻；最后蒸發(fā)除去溶劑，即得MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑。本發(fā)明的制備工藝簡單、環(huán)保，易于較大批量生產(chǎn)；所得MIL-100(Fe)復合磷酸銀光催化劑穩(wěn)定性好，催化活性強，可用于有機污染物如羅丹明B等物質(zhì)的催化降解。
【IPC分類】C02F1/30, B01J31/26
【公開號】CN105396619
【申請?zhí)枴緾N201510930469
【發(fā)明人】牛曉君, 馬金玲
【申請人】華南理工大學
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2015年12月11日